Een betrouwbare sterkteberekening begint met de juiste informatie. Hoe completer en duidelijker de gegevens zijn die u aanlevert, des te sneller en efficiënter wij een geschikt rekenmodel kunnen opbouwen. Dat bespaart tijd, voorkomt onnodige kosten en leidt uiteindelijk tot een betrouwbaarder resultaat. Maar wat is er nu precies nodig voor een sterkteberekening? In de praktijk blijken veel opdrachtgevers daar vragen over te hebben. Op deze pagina leest u welke gegevens belangrijk zijn, hoe een geschikt 3D CAD-model eruitziet en op welk moment u een constructeur het beste kunt inschakelen. Ook leggen wij uit waarom een eenvoudig rekenmodel vaak beter werkt dan een volledig uitgedetailleerd CAD-model.
Wat is er nodig voor een sterkteberekening?
Om een betrouwbare sterkteberekening te kunnen maken, hebben wij een aantal basisgegevens nodig. Hoe completer deze informatie is, des te efficiënter wij een geschikt rekenmodel kunnen opbouwen.
In de meeste gevallen hebben wij de volgende gegevens nodig:
- een beschrijving van de functie of werking van het object;
- een geschikt 3D CAD-model (bij voorkeur in STEP-formaat);
- een opgave van de toegepaste materialen;
- een opgave van de belastingen;
- een beschrijving van de verbindingen met de omgeving;
- informatie over de onderlinge contacten tussen de onderdelen.
Ontbreken bepaalde gegevens? Geen probleem. In veel gevallen kunnen wij u helpen om deze alsnog vast te stellen of de benodigde uitgangspunten samen te bepalen. Welke informatie precies nodig is, hangt af van het type constructie, de belastingen en het doel van de sterkteberekening. In de volgende hoofdstukken leggen wij per onderdeel uit waar u rekening mee kunt houden en waarom deze informatie belangrijk is.
Het 3D CAD-model: hoe eenvoudiger, hoe beter
Voor een sterkteberekening is een 3D CAD-model vaak het belangrijkste uitgangspunt.
Een 3D CAD-model is echter niet hetzelfde als een rekenmodel. Een CAD-model bevat vaak veel details die voor een sterkteberekening niet van belang zijn. Sterker nog, al die extra details kunnen een berekening juist onnodig ingewikkeld maken. Een rekenmodel hoeft namelijk alleen die onderdelen te bevatten die van invloed zijn op de krachten, spanningen en vervormingen.
Daarom geldt bij het opbouwen van een rekenmodel een eenvoudig uitgangspunt: hoe eenvoudiger, hoe beter. In de techniek wordt dit ook wel het KISS-principe genoemd (Keep It Simple, Stupid). Een eenvoudig rekenmodel is sneller op te bouwen, rekent efficiënter en levert vaak een betrouwbaarder resultaat op.
Een geschikt 3D CAD-model voldoet bij voorkeur aan de volgende uitgangspunten:
- alleen onderdelen die van invloed zijn op de sterkte;
- geen overbodige details zoals kleine beugels of andere constructiedetails;
- geen gaten of sparingen die voor de berekening niet relevant zijn;
- geen bouten, moeren of schroeven, tenzij deze onderdeel van de berekening vormen;
- geen open lasnaden, spleten of ongewenste kieren;
- onderdelen sluiten zoveel mogelijk naadloos op elkaar aan;
- geen interferenties waarbij onderdelen door elkaar heen steken;
- bij voorkeur aangeleverd als STEP-bestand.
Voldoet een CAD-model niet aan deze uitgangspunten, dan is dat meestal geen bezwaar. Wij kunnen het model vaak geschikt maken voor een sterkteberekening. Houd er wel rekening mee dat dit extra werkzaamheden met zich mee kan brengen. In sommige gevallen is het efficiënter én voordeliger om het rekenmodel volledig opnieuw op te bouwen.
Wanneer kunt u het best een sterkteberekening laten maken?
In de praktijk krijgen wij regelmatig de vraag om een sterkteberekening uit te voeren van een constructie die al volledig is uitgetekend of zelfs al gedeeltelijk is gebouwd. Dat kan uiteraard, maar vaak bevat het 3D CAD-model dan al veel details die voor een rekenmodel juist overbodig zijn.
Ons advies is daarom eenvoudig: betrek een constructeur zo vroeg mogelijk bij uw ontwerp.
In een vroeg stadium is een ontwerp meestal nog overzichtelijk en kunnen eventuele aanpassingen eenvoudig worden doorgevoerd. Dat bespaart niet alleen rekentijd, maar voorkomt ook dat een ontwerp later moet worden aangepast omdat een onderdeel onvoldoende sterk blijkt of juist onnodig zwaar is uitgevoerd.
Vroegtijdig overleg hoeft bovendien niet te betekenen dat uw ontwerp al volledig uitgewerkt moet zijn. Vaak is een eerste concept of een eenvoudige schets al voldoende om samen de uitgangspunten van de sterkteberekening te bepalen. Dat voorkomt verrassingen tijdens de verdere engineering en leidt in veel gevallen tot een efficiënter ontwerpproces.
U kunt uw gegevens op twee manieren aanleveren
Voor het uitvoeren van een sterkteberekening kunt u uw gegevens op twee manieren aanleveren. Welke methode het meest geschikt is, hangt af van de informatie die u beschikbaar heeft.
1. U levert een 3D CAD-model aan
Beschikt u over een 3D CAD-model, dan beoordelen wij kosteloos en vrijblijvend of dit geschikt is als uitgangspunt voor een rekenmodel. Deze beoordeling maakt onderdeel uit van de offertefase.
Blijkt dat het CAD-model niet zonder meer geschikt is voor een sterkteberekening, dan vermelden wij dit duidelijk in onze offerte. Indien nodig kunnen wij het model na opdrachtverstrekking optimaliseren of vereenvoudigen tot een geschikt rekenmodel.
Bij voorkeur ontvangen wij een STEP-bestand. Ook modellen uit onder andere Autodesk Inventor, SolidWorks, PTC Creo (Pro/ENGINEER) en CATIA kunnen wij in de meeste gevallen verwerken.
2. U levert een tekening of schets aan
Beschikt u nog niet over een 3D CAD-model? Ook dat is geen probleem. Op basis van een werktekening, schets of ontwerpidee kunnen wij zelf een geschikt 3D rekenmodel opbouwen en vervolgens de sterkteberekening uitvoeren.
Zo kunt u ook al in een vroeg stadium van het ontwerpproces inzicht krijgen in de sterkte van uw constructie.
Welke soorten constructies kunnen wij doorrekenen?
Niet iedere constructie is hetzelfde. De manier waarop een sterkteberekening wordt opgebouwd, hangt onder andere af van de vorm van de constructie, de toegepaste materialen en de manier waarop de belastingen worden overgebracht. Voor elk type constructie passen wij de rekenmethode aan op de eigenschappen van het ontwerp. Zo ontstaat een rekenmodel dat zowel betrouwbaar als efficiënt is. In de praktijk onderscheiden wij grofweg drie typen constructies.
Solid constructies
Massieve onderdelen zoals machineonderdelen, assen, tandwielkasten, gereedschappen en andere compacte constructies.
Profielconstructies
Constructies die voornamelijk zijn opgebouwd uit profielen, zoals machineframes, ondersteuningsconstructies, kraangieken, chassis en staalconstructies.
Plaatwerkconstructies
Constructies die grotendeels uit plaatmateriaal bestaan, zoals tanks, silo’s, luchtkanalen, behuizingen, carrosserieën en scheepsconstructies.
Uitgangspunten voor een betrouwbare sterkteberekening
Naast een geschikt 3D CAD-model zijn ook de technische uitgangspunten van groot belang. Een sterkteberekening is namelijk alleen zo betrouwbaar als de gegevens waarop deze is gebaseerd. Daarom kijken wij niet alleen naar de constructie zelf, maar ook naar de belastingen en de manier waarop de constructie haar krachten opneemt en overdraagt.
Belastingen
Elke constructie wordt belast. Dat kan bijvoorbeeld een hijslast, dakbelasting, windbelasting, sneeuwbelasting, aandrijfkoppel, transportbelasting of trilling zijn. Voor een betrouwbare sterkteberekening is het belangrijk dat deze belastingen zo goed mogelijk bekend zijn. In sommige gevallen zijn de belastingen vastgelegd in normen of wettelijke richtlijnen. Wanneer dat nodig is, kunnen wij u hierover adviseren of de benodigde uitgangspunten voor u vaststellen.
Verbindingen met de omgeving
Een constructie staat nooit op zichzelf. Zij is altijd verbonden met haar omgeving, bijvoorbeeld met een fundatie, vloer, machine, staalconstructie of muur. De manier waarop deze verbindingen zijn uitgevoerd, heeft grote invloed op de krachten, spanningen en vervormingen in de constructie. Daarom moeten ook deze verbindingen in het rekenmodel worden meegenomen.
Contacten tussen onderdelen
Veel constructies bestaan uit meerdere onderdelen die onderling krachten op elkaar overbrengen. Denk bijvoorbeeld aan gelaste verbindingen, boutverbindingen, lagerverbindingen, scharnieren, glijvlakken of verende verbindingen. De eigenschappen van deze contacten bepalen mede hoe de belastingen zich door de constructie verdelen en zijn daarom een belangrijk onderdeel van een betrouwbare sterkteberekening.
Hoe gaat u nu verder?
U weet nu wat er nodig is voor een sterkteberekening en hoe u uw gegevens het beste kunt aanleveren. Daarmee kunt u uw project goed voorbereiden en voorkomt u onnodige vertragingen tijdens de engineering.
Benieuwd wat een sterkteberekening kost? ➡ Ga naar de volgende pagina: Wat kost een sterkteberekening?
Komt u er niet helemaal uit en wilt u liever eerst overleggen? ➡ Neem vrijblijvend contact op om uw project of vraag te bespreken.
Heeft u voldoende informatie en wilt u direct een offerte aanvragen? ➡ Vraag direct een vrijblijvende offerte aan voor uw sterkteberekening.
Liever geen offerteformulier invullen? Gebruik het formulier dan als handige checklist voor uw offerteaanvraag per e-mail.
Hoe completer uw aanvraag, hoe sneller wij een passende en nauwkeurige offerte kunnen opstellen.